The invention discloses a fruit string picking manipulator end actuator and its picking method. The device includes a stalk clamping mechanism, a frustal cutting mechanism and a control assembly. The controller controls the cylinder work of a frustal clamping mechanism through three two pass solenoid valves, and drives the clamping and connecting rod mechanism to realize the opening and closing of the left and right clips, and according to the piezoelectricity. The size of the clamping force measured by the membrane sensor realizes the clamping of the fruit stalks. The controller controls the relay to work the DC motor of the cutting mechanism of the stem, drives the soft axis to rotate, and drives the circular saw to rotate at high speed. At the same time, the circular saw moves toward the direction of the fruit stem by the step motor driving the silk rod. To achieve the cutting of fruit stalk, it overcomes the shortcomings of single fruit picking efficiency, fruit easily damaged, artificial picking labor intensity and so on. The device has high picking reliability, no damage to fruit, simple operation and high versatility, and is suitable for picking different types of single fruits and fruit strings.
【技术实现步骤摘要】
果实串采摘机械手末端执行器及其采摘方法
本专利技术属于农业机械领域,涉及一种果实串采摘收获机械手的末端执行器,尤其涉及一种能够抓取、夹持、切断主果梗使果实串与果梗分离的采摘机械手末端执行器及其采摘方法。
技术介绍
在番茄的整个农业生产中,果实收获作业是农业生产的重要环节,但目前我国番茄的采摘主要依靠手工完成,劳动强度大,工作效率低,生产过程人力成本占较大比重,约占成本的50%~70%;且果实成熟时间较为集中,人工不易准确判断果实的成熟程度,果实商品率低,其产量与质量受到严重影响。果实收获机器人的研究与应用对提高劳动生产率和产品质量,保证果实适时采收,具有很大发展潜力和应用前景。末端执行器是采摘机器人的核心技术之一,其结构型式与工作方式取决于采摘对象的特性,同时会影响果实采摘成功率和商品价值。目前大多数番茄收获机器人均是针对单个果实的采收,这种采摘方法能够保证采摘到成熟质量比较好的果实,但一串番茄需要进行多次采摘动作,效率很低,收获及时性和产品质量得不到改善,这也是番茄收获机器人没有商品化应用的主要原因。通常番茄果实成串生长,每串有4-6个果实,如果能够实现成串采摘则可以大大提高生产效率,果实存储时间也会更长,因此,面向番茄果实串采收将成为大规模番茄种植的主要收获方式。末端执行器作为直接接触果实或植株的关键部件,其灵活性直接影响采摘成功率和工作效率。目前末端执行器结构不够紧凑,灵活性较差,采摘成功率不高,采摘过程中所需要的某些姿态难以实现,不能完成深入到植株内部对随机生长的果实串采摘的任务。因此,由于农业生产环境的特殊性,需要一种用于果实串采摘的可靠性好、结 ...
【技术保护点】
1.一种果实串采摘机械手末端执行器,其特征在于包括果梗夹持机构、果梗切割机构,果梗切割机构安装于果梗夹持机构的上表面;果梗夹持机构包括气缸(1)、T形架(6)、下基板(10)、右夹指(12)、左夹指(13)、推杆(19)、右夹持臂(21)、左夹持臂(22),气缸(1)的缸体前端固定在T形架(6)的后侧,气缸(1)活塞杆穿过T形架(6)中部与推杆(19)中部垂直固定连接;推杆(19)两端分别与两个连杆(20)的一端铰链连接,两个连杆(20)的另一端分别与右夹持臂21、左夹持臂(22)铰链连接;下基板(10)后部固定在T形架(6)前下侧,右夹持臂(21)、左夹持臂(22)的中部分别与下基板(10)前部通过销轴铰链连接,右夹指(12)、左夹指(13)分别固定在右夹持臂(21)、左夹持臂(22)的前端,右夹指(12)、右夹持臂(21)与左夹指(13)、左夹持臂(22)沿下基板(10)纵向中心线对称布置,且右夹持臂(21)与左夹持臂(22)的对称中心线与气缸(1)活塞杆的中心线平行且在同一垂直平面内;果梗切割机构包括第一支板(2)、直流电动机(3)、第二支板(4)、步进电动机(5)、联轴器(7) ...
【技术特征摘要】
1.一种果实串采摘机械手末端执行器,其特征在于包括果梗夹持机构、果梗切割机构,果梗切割机构安装于果梗夹持机构的上表面;果梗夹持机构包括气缸(1)、T形架(6)、下基板(10)、右夹指(12)、左夹指(13)、推杆(19)、右夹持臂(21)、左夹持臂(22),气缸(1)的缸体前端固定在T形架(6)的后侧,气缸(1)活塞杆穿过T形架(6)中部与推杆(19)中部垂直固定连接;推杆(19)两端分别与两个连杆(20)的一端铰链连接,两个连杆(20)的另一端分别与右夹持臂21、左夹持臂(22)铰链连接;下基板(10)后部固定在T形架(6)前下侧,右夹持臂(21)、左夹持臂(22)的中部分别与下基板(10)前部通过销轴铰链连接,右夹指(12)、左夹指(13)分别固定在右夹持臂(21)、左夹持臂(22)的前端,右夹指(12)、右夹持臂(21)与左夹指(13)、左夹持臂(22)沿下基板(10)纵向中心线对称布置,且右夹持臂(21)与左夹持臂(22)的对称中心线与气缸(1)活塞杆的中心线平行且在同一垂直平面内;果梗切割机构包括第一支板(2)、直流电动机(3)、第二支板(4)、步进电动机(5)、联轴器(7)、基座滑套(8)、上基板(9)、圆形锯(11)、第三支板(15)、软轴(16)、导杆(17)、丝杆(18),上基板(9)后部固定在T形架(6)前上侧,直流电动机(3)、步进电动机(5)分别通过第一支板(2)、第二支板(4)固定在气缸(1)的上表面,基座滑套(8)固定在上基板(9)上表面,导杆(17)穿过基座滑套(8)并与基座滑套(8)构成轴向移动副;导杆(17)内部为螺旋结构,导杆(17)的内螺旋与丝杆(18)外螺旋构成螺旋传动;丝杆(18)外端通过联轴器(7)与步进电动机(5)同轴连接,第三支板(15)固定在导杆(17)前端,圆形锯(11)通过轴承安装在第三支板(15)下面;软轴(16)的一端与直流电动机(3)动力输出轴连接,软轴(16)的另一端与圆形锯(11)的动力输入轴连接。2.根据权利要求1所述的果实串采摘机械手末端执行器,其特征在于还设有用于控制果梗夹持机构、果梗切割机构的控制总成。3.根据权利要求2所述的果实串采摘机械手末端执行器,其特征在于所述的控制总成包括压电膜式传感器(14)、控制器、三位二通电磁阀、驱动电路、继电器,两只压电膜式传感器(14)分别固定在右夹指(12)、左夹指(13)的内侧,气缸(1)、直流电动机(3)、步进电动机(5)分别连接三位二通电磁阀、继电器、驱动电路;三位二通电磁阀、继电器、驱动电路以及两只压电...
【专利技术属性】
技术研发人员:梁喜凤,路杰,秦超,谢文兵,
申请(专利权)人:中国计量大学,
类型:发明
国别省市:浙江,33
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